У зв’язку з малою кількістю інформації щодо впливу мілкого мульчувального обробітку ґрунту на ріст і розвиток рослин озимої пшениці в північному Степу, а також суперечливе ставлення різних дослідників до того чи іншого обробітку ґрунту, виникає необхідність у продовженні досліджень у цьому напрямі з метою визначення оптимального варіанту розпушення ріллі в технології вирощування зернової культури.
Матеріали та методи досліджень
Експериментальні дослідження виконували протягом 2011–2015 рр. в стаціонарному польовому досліді ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН України (нині ДУ Інститут зернових культур НААН України) у п’ятипільній короткоротаційній сівозміні: чистий пар-пшениця озима-соняшник-ячмінь ярий-кукурудза з загальнофоновим залишенням післяжнивних решток усіх польових культур. Основний обробіток ґрунту під пшеницю озиму по пару проводили полицевим плугом ПО-3–35 на глибину 25–27 см (контроль), безполицевий (дисковий) обробіток ґрунту — важкими дисковими боронами БДВ-3 на 10–12 см та безполицевий (плоскорізний) весняний обробіток ґрунту (ранній пар) — комбінованим агрегатом КШН-5,6 «Резидент» на 12–14 см.
Висівали сорт пшениці озимої Литанівка. Посіви обов’язково обробляли в фазі кущіння гербіцидом Естерон (905 г/ л 2-етилгексиловий ефір + 600 г/ л 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти) — 1,2 л/ га для повного знищення бур’янів. Схема досліду також включала три фони удобрення: 1) без добрив + післяжнивні рештки попередника; 2) N30P30K30 + післяжнивні рештки попередника; 3) N60P30K30 + післяжнивні рештки попередника. Мінеральні добрива вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію. Агротехніка вирощування пшениці озимої у дослідах — загальноприйнята для зони Степу. Всі експериментальні дослідження проводили у відповідності до загальноприйнятих методик.
Ґрунт дослідної ділянки — чорнозем звичайний важкосуглинковий із вмістом гумусу в шарі 0–30 см — 4,2%, нітратного азоту — 13,2, рухомих форм фосфору і калію (за Чириковим), відповідно, 145 і 115 мг/кг.
Несприятливі погодні умови для вирощування пшениці озимої були в 2012 році. Гідротермічний коефіцієнт у період найбільшого водоспоживання рослин (травень-перша половина червня) дорівнював: 2011 р. — 0,8, 2012 р. — 0,6, 2013 р. — 0,7, 2014 р. — 0,9, 2015 р. — 0,8. Показник ГТК менше 0,7 свідчить про наявність грунтово-повітряної посухи, яка негативно впливає на формування і налив зерна.
Результати та їх обговорення
Ріст і розвиток рослин пшениці озимої істотно відрізнявся за роками досліджень і суттєво залежав передусім від погодних умов (температурний режим, вологозабезпеченість). Особливо слід відзначити аномально посушливий 2012 рік, коли спостерігався уповільнений ріст і розвиток рослин озимої пшениці. Крім погодних умов, біометричні показники також істотно залежали від дози внесення мінеральних добрив, розвитку кореневої системи, вихідних запасів вологи, агрофізичних показників ґрунту, які тісно пов’язані зі способами основного обробітку ґрунту.
Фаза повних сходів рослин у середньому за п’ять років досліджень на ділянках полицевої оранки була відмічена на 6 добу, а на ділянках, де сівбу проводили за мілким мульчувальним обробітком (дисковий, плоскорізний) на 2 доби пізніше або на 8. Фаза кущіння рослин пшениці озимої починалася на 26-й та 27-й дні після появи сходів.
Аналіз даних біометричних показників (висота, кількість вегетативних органів, глибина залягання вузла кущення, площа листків, маса сотні абсолютно сухих рослин) засвідчив відставання у рості і розвитку рослин за безполицевого дискового, а особливо весняного плоскорізного обробітку ґрунту за всіма біометричними показниками на неудобрених ділянках. Внесення мінеральних добрив у помірних дозах (N30–60P30K30) дещо нівелювало цю різницю (табл. 1). Так, наприклад, різниця висоти рослин пшениці озимої перед входженням у зиму на неудобрених варіантах була, відповідно, на 2,0 та 2,9 см (10,0%; 14,5%) нижчою на безполицевих фонах порівняно з контролем (оранка). А за внесення добрив (N60P30K30) за порівняно вищих показників висоти рослин ця різниця була дещо меншою і сягала, відповідно, 2,0 і 2,1 см, або 9,0 та 9,5%.
Таблиця 1. Біометричні показники рослин пшениці озимої перед входженням у зиму, залежно від обробітку ґрунту та удобрення в середньому за 2011–2015 рр.
В цілому рослини пшениці на час завершення осінньої вегетації знаходилися у доброму фізіологічному стані незалежно від обробітку ґрунту. Вони накопичили достатню кількість цукрів для перезимівлі як у листках (24,62–24,70%), так і вузлах кущіння (31,97–32,98%).
Помірно теплі зими протягом років досліджень сприяли добрій перезимівлі пшениці озимої. Загальний фізіологічний стан рослин і пагонів на час відновлення весняної вегетації оцінювався як добрий, що підтверджувалося результатами відрощування озимини в монолітах.
Фаза виходу рослин у трубку у всіх варіантах досліду проходила практично одночасно і була відмічена в роки досліджень 5–15 травня. З цього часу починалося поступове нівелювання різниці в початковому індивідуальному розвитку рослин на всіх варіанта досліду. Тобто в цей період спостерігається вирівнювання рослин по габітусу у варіантах різних способів основного обробітку ґрунту.
Аналіз структурних елементів продуктивності рослин пшениці озимої, які визначали шляхом відбору пробних снопів у передзбиральний період показав, що внесення помірних доз мінеральних добрив сприяло підвищенню показників основних елементів структури урожаю (табл. 2). Зокрема, на варіанті добрив із дозою N60P30K30 кількість продуктивних стебел на оранці зростала на 20,9%, дискуванні — 23,3%, плоскорізному розпушуванні — 24,2%. Кількість зерен із колоса збільшувалася, відповідно, на 8,1%; 10,5%; 11,6%. Маса зерна колоса підвищувалася, відповідно, на 20,3%; 22,9%; 24,0%, а маса 1000 зерен — відповідно, на 11,2%; 13,8%; 15,0%. Як бачимо з наведених даних застосування мінеральних добрив на більш жорстких безполицевих фонах є ефективнішим та забезпечує максимальне зростання основних елементів структури урожаю порівняно з полицевою оранкою.
Таблиця 2. Елементи структури врожаю рослин пшениці озимої залежно від основного обробітку ґрунту й удобрення в середньому за 2011–2015 рр.
Що стосується способів обробітку ґрунту, то зазначені показники були практично однаковими, за винятком весняного плоскорізного обробітку, де відмічена тенденція до зменшення основних елементів структури врожаю порівняно з полицевою оранкою та дискуванням.
Опади у допосівний період, помірно теплі зими, майже повне відновлення запасів продуктивної вологи на час весняного кущіння рослин та рясні дощі, які співпали у часі з критичним періодом водоспоживання пшениці озимої, створили добрі передумови для одержання високого урожаю зерна в 2013, 2014 та 2015 рр. (відповідно, 6,05–6,95; 5,83–7,19 та 5,67–6,93 т/га). Менш сприятливою метеоситуація була в 2011 р., коли урожайність озимини коливалась у межах 4,85–5,59 т/га (табл. 3).
Таблиця 3. Урожайність пшениці озимої по чистому пару, т/ га
Характерною ознакою весняно-літньої вегетації пшениці озимої у 2012 р. була надзвичайно посушлива погода у третій декаді квітня, першій і другій декадах травня, коли відхилення температури повітря від середніх багаторічних величин досягало 6,7–7,9ºС, а його відносна вологість в окремі години знижувалась до 18–21%. Аномально жарким видалися червень та липень. Вказані явища негативно вплинули на пилкоутворення і запліднення рослин, формування репродуктивних органів, тому урожайність зерна виявилась найнижчою за усі роки досліджень (2,22–2,69 т/га).
За результатами досліджень середня урожайність пшениці озимої на чистому пару після кукурудзи залежно від фону живлення у варіанті з оранкою дорівнювала 5,24–5,50 т/га, дискуванням — 5,17–5,60, плоскорізним розпушуванням ріллі — 5,04–5,52 т/га. Слід відзначити зниження продуктивності рослин за полицевого обробітку (порівняно з дисковим і плоскорізним) у 2013 та 2014 рр., що пояснюється насамперед поляганням посівів у фазі молочної та воскової стиглості зерна. Тому за певних умов у відносно сприятливі для озимини роки на фоні полицевої оранки у чистому пару доза азотних добрив у підживленні весною повинна бути мінімальною з огляду на можливі втрати основної продукції.
Слід підкреслити, що відзначена тенденція не є сталою у часі. Наприклад, у 2015 р. за порівняно високої продуктивності посівів полягання рослин у досліді не спостерігалось. Тобто вирішальну роль щодо розвитку цього явища, очевидно, відіграє ступінь, характер та поєднання факторів, безпосередньо пов’язаних із процесами живлення рослин, темпами накопичення вегетативної маси і формуванням соломини з різними морфобіологічними та фізико-хімічними властивостями (товщина і ламкість стебла, довжина міжвузля, співвідношення макро- та мікроелементів у побічній продукції тощо). Виляганню посівів у Степу сприяють також аномальні явища погоди, зокрема потужні буревії, інтенсивні зливи, градобій.
В 2011, 2012 та 2015 рр. за урожайністю зерна мульчувальний обробіток поступався оранці на зяб, що зумовлено, ймовірно, дещо гіршим фітосанітарним станом агроценозу, гальмуванням мікробіологічних процесів за наявності великої кількості післяжнивних решток у верхньому шарі ґрунту й іншими не з’ясованими повною мірою чинниками різної природи.
У середньому за період досліджень глибокий полицевий обробіток чорного пару не мав переваг порівняно з мілким дисковим на відміну від весняного плоскорізного розпушування ґрунту, де в межах окремих варіантів удобрення (без туків, N30P30K30) отримано нижчі показники. Водночас, застосування N60 навесні в поєднанні з P30K30 під передпосівну культивацію забезпечило тут урожай зерна на рівні контролю (оранка — 5,50, ранній пар — 5,52 т/га).
За полицевого обробітку внесення N30P30K30 сприяло отриманню додатково зерна 0,28 т/га, дискового — 0,38, плоскорізного — 0,33 т/га, а N60P30K30 — відповідно, 0,26; 0,43 та 0,48 т/га. Низький приріст урожайності зерна від мінеральних добрив, зокрема азотних, у 2011 і 2012 рр. пояснюється недобором опадів під час формування у рослин репродуктивних органів.
Встановлено, що кращі передумови для одержання високобілкового зерна пшениці озимої мали місце у 2011 та 2014 рр., коли весняно-літня вегетація рослин йшла за достатніх вихідних запасів продуктивної вологи в шарі 0–150 см, теплої та помірно вологої погоди у період від початку наливу до кінця воскової стиглості зерна. Поліпшення параметрів якості основної продукції у посушливому 2012 р. пояснюється формуванням дрібного зерна, тобто за меншої натурної маси пропорційно збільшувалась частка білків по відношенню до вуглеводів (крохмалю).
В період проведення експерименту глибока оранка чорного пару на усіх без винятку агрофонах забезпечила одержання продовольчого зерна з умістом білка 11,6–12,4%, а клейковини 23,3–26,2% (середнє за 2011–2015 рр.). Осінній дисковий та весняний плоскорізний обробітки парового поля зумовили щорічне отримання зерна 3-го класу лише при внесенні N60P30K30 (білок — 11,6–12,3%, клейковина — 22,6–24,6%). У цьому випадку підживлення озимини аміачною селітрою із розрахунку N60 має бути обов’язковим агрозаходом, який знижує ймовірність закріплення азотних сполук мікробним комплексом і створює належні умови для інтенсивного перебігу процесів нітрифікації.
За усередненими показниками при залученні у кругообіг побічної продукції культур сівозміни внесення N30P30K30 під пшеницю озиму, розміщену по чистому пару, сприяло (порівняно з неудобреним фоном) підвищенню вмісту білка в зерні на 0,6–1,0%, клейковини — на 1,9–2,6%, а N60P30K30 — на 0,8–1,4 та 2,0–3,0% відповідно.
Як зазначалось вище, вирощування пшениці озимої на удобрених ділянках (післяжнивні рештки + N60P30K30) за технологією мілкого мульчувального ообробітку ґрунту в середньому за роки досліджень не призводило до зниження урожайності культури порівняно з глибокою зяблевою оранкою.
Водночас, застосування менш енергоємної та більш продуктивної техніки при підготовці пару в осінній період на фоні дискування і плоскорізного розпушування ґрунту навесні сприяло зменшенню виробничих витрат по відношенню до контролю на 664–1343 грн/ га. При цьому отримано економію пального (22–29 л/ га) і високу рентабельність виробництва (110–123%).
Висновки
Застосування безполицевого дискового, а особливо весняного плоскорізного обробітку ґрунту в технології вирощування пшениці озимої на неудобрених ділянках сприяє зниженню біометричних показників на 10,0–14,5% та відставанню у рості і розвитку рослин, але внесення мінеральних добрив у помірних дозах (N30–60P30K30) нівелює цю різницю та сприяє у подальшому до зростання структурних елементів продуктивності рослин (кількості продуктивних стебел на 23,3–24,2%; кількості зерен із колоса на 10,5–11,6%; маси зерна з колоса на 22,9–24,0%; маси 1000 зерен на 13,8–15,0%), особливо на задискованих з осені ділянках зябу.
За рівнем урожайності зерна пшениці озимої мілкий мульчувальний обробіток ґрунту в пару (дисковий, плоскорізний (ранній пар)) не поступається глибокій полицевій оранці на зяб та сприяє значній економії пального (22–29 л/ га) і високій рентабельність виробництва (110–123%).
Застосування післяжнивних решток попередника як удобрення на фоні внесення мінеральних добрив у дозі N30P30K30 під пшеницю озиму сприяє порівняно з неудобреним фоном до підвищення вмісту білка у зерні на 0,6–1,0%, клейковини — на 1,9–2,6%, а за використання N60P30K30 — на 0,8–1,4 та 2,0–3,0% відповідно.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет
